Eelpingestatud betoon on betooni tüüp, mis on strateegiliselt eelnevalt koormatud survejõududega, et parandada selle konstruktsiooni tugevust ja jõudlust. Eelpingestatud betoon on viimaste aastate üks uuenduslikumaid ehitusmaterjale, mis on toonud revolutsiooni kaasaegses ehitus- ja projekteerimistehnoloogias.
Eelpingestatud betooni loomise tehnikad hõlmavad kõrgtugevate teraskõõluste kasutamist, mis on betooni sees pingutatud. See meetod suurendab betooni kandevõimet ning parandab selle vastupidavust pragude ja läbipainde suhtes, muutes selle mitmekülgseks ja populaarseks lahenduseks kaasaegses ehituses ja disainis.
Mis on eelpingestatud betoon?
Eelpingestatud betooni loomine hõlmab selle kokkupressimist või "eelpingestamist" tootmise ajal, et see toimiks paigaldamisel välisjõududele paremini vastu. Betooni kokkusurumine toimub teraskõõluste abil, mille tootjad asetavad betooni sisse või selle juurde, et parandada selle jõudlust. Tootjad kasutavad kahte peamist teraskõõluste tüüpi: eelpingutatud kõõluseid ja järelpingutatud kõõluseid.
Eelpingestatud kõõlustega pingestatakse enne betooni valamist kõõlustena kasutatavaid terasniite või traate. Tootjad venitavad kõõluseid kinnituspunktide vahel ja seejärel pingutavad neid. Kui nad kõõlustele jõudu avaldavad, valavad nad nende ümber betooni. Kui betoon kuivab, kleepub see kõõluste külge. Eelpingutatud betoon on tavaline betoonelementide (nt talad, seinad ja tahvlid) jaoks.
Järelpingestatud kõõlused pingestatakse pärast betooni kõvenemist. Kui betoon on kuivanud, lisatakse kõõlused betooni sees olevasse kanalisse ja pingutatakse hüdrauliliste tungrauadega. Pinge säilitamiseks on kõõlused ankurdatud. Järelpingestatud kõõlused on rohkem levinud paigalvalatud betoonkonstruktsioonide puhul ja pakuvad suuremat disaini paindlikkust.
Uuendused pingestatud betoonis
Varased tehnikad betooni tugevdamiseks terasega leidsid aset 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi alguses. Mõned varasemad eelpingestatud konstruktsioonid tulid Prantsuse ehitusinseneri Eugene Freysinnet' töö kaudu, kes tegi palju eelpingestatud betooni ideede edendamiseks. Belgia insener Gustave Magnel ja Saksa insener Eugen Morsch tutvustasid ja arendasid 1930. aastatel iseseisvalt eelpingestatud betooni kontseptsiooni.
Eelpingbetooniinstituut asutati Ameerika Ühendriikides 1954. aastal. Sellel organisatsioonil oli oluline roll pingebetoonitööstuse teadmiste ja tehnikate edendamisel. Tänapäeval eksisteerivad sarnased organisatsioonid üle kogu maailma Kanadas, Ühendkuningriigis, Austraalias, Lõuna-Aafrikas ja Euroopas.
Aastate jooksul on materjalide ja tootmise olulised edusammud loonud uusi uuendusi eelpingestatud betooni tehnoloogias. Kõrgtugevast terasest kõõluste arendamine ja täiustatud kinnitussüsteemid on suurendanud eelpingestatud betooni tugevust. Arvutipõhine disain ja täiustatud tehnoloogia on parandanud ka eelpingestatud konstruktsioonide täpsust ja optimeerimist.
Eelpingestatud betooni kasutusalad
Eelpingestatud betooni eeliste tõttu on palju ja laiaulatuslikke rakendusi.
Sillad
Eelpingestatud betoon on sillaehituses populaarne tänu oma võimele läbida pikki vahemaid ja tohutu tugevuse tõttu. Eelpingestatud sillad võivad ulatuda pikki vahemaid, säilitades samal ajal konstruktsiooni terviklikkuse ja minimeerides vajalike tugisillade arvu.
Hooned
Arhitektid kasutavad eelpingestatud betooni laialdaselt kõrghoonete projekteerimisel, eriti sellistes elementides nagu põrandaplaadid, sambad ja talad. Eelpingestatud betooni suurem kandevõime tähendab, et see võimaldab pikemaid vahesid ja vähendab vajadust vahepealse toe järele, mis tähendab ka olulist kulude kokkuhoidu. See on populaarne nii elamute kui ka ärihoonete jaoks.
Tuuma- ja lõhkerajatised
Insenerid on hakanud toetuma eelpingestatud betooni tugevusele kõrgsurvekindlates konstruktsioonides, nagu tuumajaamad ja naftakeemia paakide konstruktsioonid. Nende kasutusalade jaoks loovad tootjad spetsiaalseid eelpingestatud komponente, et suurendada nende vastupidavust pragude ja lekke vastu.
Parkimiskonstruktsioonid ja kõnnitee
Parkimismajad ja kõnniteed alluvad pidevale koormuspingele, mistõttu kasutavad insenerid regulaarselt eelpingestatud betooni, et minimeerida pragude tekkimist ja tagada pikaajaline jõudlus. See pragunemiskindlus võimaldab ehitajatel valada suuremaid plaate kui tavalise raudbetooniga. See võimaldab laiemat liitevahet, et vähendada liitmiskulusid ja vuukide hooldust.
Veega seotud struktuurid
Vesi avaldab tohutut survet ja hõõrdumist, nii et veerakendused sobivad ideaalselt eelpingestatud betooni jaoks. Eelpingestatud betoon on tavaline kasutamiseks tammides ja avamerekonstruktsioonides, nagu naftapuurtornid, tuulepargid ja avamere infrastruktuur. Nendes rakendustes on pikaajalise vastupidavuse tagamiseks ülioluline, et kõikidele avatud teraskõõlustele kantakse korrosioonikaitse.
Staadionid ja spordirajatised
Eelpingestatud betooni pikk ulatus ja suur tugevus tähendab, et see sobib ideaalselt areenidele, staadionidele ja muudele spordirajatistele. Kuna eelpingestatud betoon ei vaja nii palju tuge, saavad arhitektid võimaldada rohkem vaba ruumi takistusteta vaatamiseks ja avatud paigutusi paindlikuks istekohaks.
Eelpingestatud betooni omadused
Eelpingestatud betoonil on palju väärtuslikke omadusi, mis muudavad selle ideaalseks ehitusmaterjaliks konkreetsete projektide jaoks, kuid sellel on ka puudusi, mida ehitajad peavad arvestama ka optimaalse ehitusmaterjali valikul.
Tugevus
Eelpingestatud betoon pakub teiste raudbetoonitüüpidega võrreldes suuremat tugevust. Eelpingestus tekitab kokkusurutud jõude, mis neutraliseerivad väliseid jõude, võimaldades ehitada pikemate vahemike ja suurema kandevõimega.
Parem vastupidavus
Seda tüüpi betooni eelpingestus aitab minimeerida suurtest koormustest tingitud pragunemist, paindumist ja deformatsiooni. See tähendab suuremat vastupidavust ja vastupidavust välisteguritele, mis võivad kahjustada selle struktuuri terviklikkust, sealhulgas kokkutõmbumine, roomamine ja väsimus. Nõuetekohaselt hooldatud eelpingestatud betooni eluiga on pikem kui muul betoonil.
Struktuuri tõhusus
Eelpingestatud betooni tugevus tähendab, et ehitajad saavad seda materjali vähem kasutada, et täita samad ülesanded kui muu betooni puhul. Eelpingestatud betooni tugevus võimaldab ka vähem konstruktsiooni toestust. See kvaliteet säästab ehitajate aega ja raha ning võimaldab arhitektidel projekteerimisel rohkem paindlikkust.
Disaini mitmekülgsus
Arhitektid ja ehitajad kasutavad eelpingestatud betooni paljudes rakendustes. See on piisavalt mitmekülgne, et disainerid saaksid seda kasutada sildade, hoonete, parkimisrajatiste, veega seotud rakenduste ja tööstusrajatiste ehitamisel. See mahutab paljusid disainistiile ning võimaldab luua loomingulisi ja uuenduslikke kujundusi.
Jätkusuutlikkus
Betooni tootmine on kaudselt seotud kasvuhoonegaaside kogunemisega, kuna klinkri tootmine tsemendis on energiamahukas, kuid kõigist betooniliikidest on eelpingestatud betoon üks säästvamaid. Ehitajad saavad seda materjali vähem kasutada ja selle vastupidavus tähendab, et nad ei pea neid konstruktsioone nii sageli ümber ehitama kui tavalise betooni puhul.
Tulekindlus
Üldiselt on betoon tulekindel materjal, kuid eelpingestatud betooni teraskõõlused võivad olla tuleohtlikud, kui betoon neid ei kaitse. Tuli või isegi kõrge temperatuur võib nõrgendada eelpinget kõõlustes, mis kahjustab nende tugevust. Tulekindlad katted või korpused võivad aidata parandada tulepüsivust.
Kompleksne projekteerimine ja ehitus
Eelpingestatud betooni konstruktsioonid on keerulisemad kui muud betoonkonstruktsioonid. Seda tüüpi betoon nõuab projekteerimiseks ja ehitamiseks eriteadmisi, et tagada kõõluste õige paigutus, pingutamine ja ankurdamine.
Kõõluste kaitse
Eelpingestatud betooni vastupidavuse ja tugevuse võti on terasest kõõlused. Betooniettevõtted täiustavad pidevalt teraskõõluste kaitset, sealhulgas kõõluste vuukimist, kõõluste katmist, kahekihilist kapslit ja ankurduskaitset.
Piiratud disaini muudatus
Eelpingestatud betooni konstruktsioonid on keerulised. Kui kõõlused on pingutatud ja ankurdatud, on muudatusteks vähe võimalusi. Kõik muudatused peavad olema konstruktsiooniliselt analüüsitud ja läbi viima koolitatud inseneride ja kõrgelt kvalifitseeritud ehitajate poolt.
Kui teile meeldib meie leht, jagage seda oma sõpradega & Facebook
